Исследователи разработали прозрачный датчик, который реагирует на солнечный свет и позволяет отслеживать воздействие UVA-излучения на кожу в режиме реального времени.
Инновационное решение для защиты от солнца
Учёные создали новый носимый датчик, способный обнаруживать UVA-лучи от солнца. Это помогает снизить незащищенное воздействие вредного излучения на человека.
Команда, разработавшая устройство, продемонстрировала, что его можно подключить к смартфону и предупреждать людей в режиме реального времени, когда они подвергаются риску солнечных ожогов.
Предыдущие исследования показали, что риск развития меланомы у человека увеличивается с количеством солнечных ожогов в течение жизни. В настоящее время меланома является третьим наиболее распространённым видом рака в Австралии, где каждый человек получает диагноз каждые 30 минут.
Хотя солнцезащитный крем может служить защитой от солнечных ожогов, учёные и медицинские работники считают, что мониторы ультрафиолетового излучения также могут помочь снизить количество случаев меланомы.
«Эффективный мониторинг ультрафиолетового излучения требует разработки датчиков с быстрым откликом, долгосрочной стабильностью и низким энергопотреблением», — пишут авторы.
Типы ультрафиолетового излучения
Солнечное ультрафиолетовое излучение можно разделить на три типа: UVA (длины волн от 315 до 400 нм), UVB (от 280 до 315 нм) и UVC (от 200 до 280 нм).
Атмосфера Земли полностью блокирует UVC и частично фильтрует UVB-излучение, которое проникает в поверхностные слои кожи. UVB в основном вызывает солнечные ожоги и повреждение ДНК, что может привести к мутациям.
Однако атмосфера не защищает людей от UVA, которое составляет 95% ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности Земли. Эти лучи могут проникать глубже в кожу, вызывая долгосрочные повреждения и повышая риск развития рака кожи.
Прозрачные датчики для мониторинга UVA
В настоящее время детекторы UVA непрозрачны, и исследования показывают, что это ограничивает их производительность и точность. Команда под руководством исследователей из Университета Сунгсиль в Корее создала прозрачный датчик, который может отслеживать UVA-лучи в режиме реального времени с более точными показаниями.
Они впервые разработали фотодетектор — устройство, которое преобразует ультрафиолетовое излучение солнца в электрический сигнал, используя многослойную структуру с оксидом индия и олова (ITO) в качестве электрода.
В отличие от предыдущих ультрафиолетовых фотодиодов, в которых использовались непрозрачные металлические электроды, это устройство является прозрачным.
Результаты испытаний
Когда команда протестировала свой датчик, они обнаружили, что около 75% света в видимом диапазоне (от 380 до 780 нм) успешно проходило через фотодиод на основе ITO.
«На основе этих результатов было разработано носимое устройство для мониторинга ультрафиолетового излучения, способное непрерывно работать под естественным солнечным светом, что демонстрирует возможность его использования в приложениях для здравоохранения в режиме реального времени», — пишут авторы.
Команда интегрировала данные со своего монитора в приложение для смартфона. Пользователи, носившие устройство мониторинга, получали уведомления, когда датчик обнаруживал, что они подверглись воздействию 80% от минимального количества UVA-излучения, которое может вызвать солнечный ожог. Этот порог известен как «минимальная эритемная доза» и может варьироваться у разных людей в зависимости от типа кожи.
Устройство может однажды обеспечить людям непрерывный ежедневный мониторинг воздействия UVA, потенциально снижая риск развития рака кожи, такого как меланома.
«Это медицинское устройство, интегрированное со смартфоном, демонстрирует свой потенциал как практический подход к предотвращению рисков, связанных с длительным воздействием ультрафиолетового излучения», — пишут авторы.